深圳特區(qū)報記者焦子宇/文葉雨楠/圖

在幽深莫測的海底，一臺機器人靈巧地穿梭于嶙峋礁石與搖曳珊瑚之間，精準(zhǔn)避障、自主導(dǎo)航、執(zhí)行任務(wù)，仿佛擁有一雙洞穿渾濁海水的“透視眼”——這并非科幻場景，而是香港中文大學(xué)(深圳)吳均峰教授團隊在這個暑假全力攻關(guān)的現(xiàn)實圖景。實驗室里，他們正用創(chuàng)新的“AI算法”為水下機器人打造感知系統(tǒng)，突破深海探測的“視力”極限。

“在水下1米，攝像頭就像高度近視了一樣，10米以上，電磁波失去傳播能力。”如何讓機器人在“視覺盲區(qū)”也能行動自如？暑假期間，團隊里的學(xué)生嘗試著為水下機器人打造一副“感官眼鏡”。

在距離港中大(深圳)約10分鐘車程的阿寶工業(yè)園區(qū)內(nèi)，一處看似堆滿雜物的普通廠房，推開門卻別有洞天，這里居然藏著一個酷炫的實驗室。實驗室里，一個由方形試驗池搭建而成的仿真測試平臺還原了海底場景，池底鋪著3D打印的海洋生物群落與礁石結(jié)構(gòu)，復(fù)雜地形、珊瑚水草等細節(jié)應(yīng)有盡有。該系統(tǒng)能模擬出不同渾濁度的水下環(huán)境，并實時輸出高質(zhì)量的深度圖像和模擬聲吶數(shù)據(jù)，為快速驗證水下機器人的感知、定位、導(dǎo)航算法提供仿真基礎(chǔ)。

試驗池中，智能水下機器人正進行著實驗。面對池底鋪設(shè)著沙石珊瑚等海底常見特征物，機器人就像一位謹慎的“掃描師”，持續(xù)向目標(biāo)發(fā)射高頻聲波信號，并敏銳地捕捉、分析反射回來的特征信息，以此構(gòu)建對周圍環(huán)境的“聲學(xué)畫像”。

當(dāng)機器人沿螺旋軌跡繞行模擬礁石時，其搭載的相機憑借毫秒級超快響應(yīng)，精準(zhǔn)捕捉水下動態(tài)光場每一絲微妙變化，仿佛擁有“閃電視覺”。如果進入重點勘測區(qū)域，機器人還能啟動獨特的“十字模式”，沿相互垂直的軸線進行往復(fù)掃描。項目的學(xué)生負責(zé)人透露，單次這樣的實驗就能產(chǎn)生超過50GB的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)被用于訓(xùn)練新一代多模態(tài)感知融合算法，目標(biāo)是為深海機器人構(gòu)建“聲光聯(lián)合感知”系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)科學(xué)學(xué)院計算機科學(xué)專業(yè)大三學(xué)生徐鑒恒，是團隊里的“小師弟”，在博士生趙洪旭等師兄的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)如何標(biāo)定水下傳感器，比如調(diào)試整個水下平臺的精度旋鈕?！凹倨谂菰趯嶒炇遥?。因為解決真實問題帶來的能力提升，遠勝紙上談兵?！毙扈b恒說。作為課題“老手”的趙洪旭深有感觸：“暑假三個月，時間完整，心無旁騖，更能沉浸式攻關(guān)?？粗约涸O(shè)計的算法、推導(dǎo)的公式讓機器人在水下來去自如，成就感爆棚。”

剛從西安電子科技大學(xué)畢業(yè)加入團隊的研究助理張騰飛，說出了許多同學(xué)假期留校做科研的心聲：“熱愛是唯一的通行證，我們愿意在假期投入精力、時間，去推動哪怕一小步的科學(xué)進步。同時，港中大(深圳)的學(xué)術(shù)條件和氛圍很棒，身處深圳還能零距離接觸前沿產(chǎn)業(yè)技術(shù)，吸引著不少青年人才慕名而來。在這樣的環(huán)境里從事自己喜歡的科研，遠比假期里去度假更‘舒服’?！?/p>

吳均峰教授團隊的研究目標(biāo)遠不止于“感知”?！拔磥硭聶C器人不僅要‘看得清’，更要能交互，‘想得明白’。例如在海洋搶險救援、水下勘探考古、環(huán)境保護等多樣化場景中，機器人需要具有自主規(guī)劃任務(wù)和決策，以及執(zhí)行任務(wù)能力，以應(yīng)對復(fù)雜多變的水下環(huán)境挑戰(zhàn)。”吳均峰說。

來源：深圳特區(qū)報

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